El origen evolutivo de las células eucariotas

por para Ciencia Hoy el . Publicado en Grageas, Número 145.

La hipótesis más parsimoniosa (es decir, más simple o estadísticamente más probable) acerca del origen de la vida en la Tierra postula que ella apareció una única vez, y que de ese primer organismo vivo evolucionaron todos los tipos de vida que conocemos. Dicho ancestro universal único se conoce como LUCA (por la sigla en inglés de Last Universal Common Ancestor). Presentaba las mismas características básicas de todos los seres vivos: el código genético, la utilización de ATP como intermediario energético y la maquinaria de producción de proteínas, entre otras. Durante mucho tiempo se pensó que la división entre procariotas y eucariotas fue el primer evento de divergencia de todos los organismos vivos. Esa división no es caprichosa: los procariotas son organismos unicelulares formados por células sin núcleo ni divisiones de membrana que delimiten organelas internas, mientras que las células eucariotas tienen núcleo y organelas. Todos los organismos multicelulares son eucariotas, aunque existen muchos eucariotas unicelulares.

En la década de 1970, el microbiólogo norteamericano Thomas D Brock, hoy profesor emérito de la Universidad de Wisconsin, dividió a los procariotas en dos grandes grupos: las bacterias y las arqueas, algo que fue muy resistido por la comunidad científica de la época, ya que implicaban el uso de secuencias de ácidos nucleicos para identificar relaciones de parentesco o filogenéticas. Estas técnicas hoy se utilizan de manera rutinaria, pero hasta los trabajos de Brock las relaciones filogenéticas se basaban exclusivamente en análisis morfológicos y fisiológicos. Gracias a esto, actualmente existe consenso en la división de la vida en tres grandes ramas conocidas como dominios: las bacterias, las arqueas y los eucariotas.

Hay muchas hipótesis acerca del origen de las primeras células eucariotas y de sus organelas. Poner a prueba esas hipótesis es difícil, ya que no se conocen estados intermedios entre procariotas y eucariotas. Se presume que las células eucariotas comparten un único ancestro, ya que tienen características que son comunes a todas ellas, como un núcleo separado del resto de la célula que contiene el ADN, organelas limitadas por membranas y un esqueleto proteico interno conocido por el nombre de citoesqueleto. Estas estructuras están compuestas y son mantenidas por proteínas compartidas por todas las células eucariotas.

Un estudio reciente sobre muestras de organismos que viven en condiciones extremas identificó un nuevo género dentro del dominio de las arqueas. Los organismos de este grupo, que recibió el nombre Lokiarchaeum, contienen genes que se creían exclusivos de eucariotas, como aquellos que codifican para proteínas del citoesqueleto y los que regulan y estabilizan las organelas membranosas. Estos resultados sugieren un pasado en común entre nuestras células con núcleo y las loquiarqueas hace dos mil millones de años y redefinen, una vez más, la forma en que concebimos el árbol filogenético de la vida, en el que los eucariotas somos una rama del linaje de las arqueas.

Más información en EMBLEY TM & WILLIAMS TA, 2015, ‘Evolution: Steps on the road to eukaryotes’, Nature, 521: 169-170.

Federico Coluccio Leskow

Federico Coluccio Leskow

Doctor en ciencias biológicas, UBA. Investigador adjunto del Conicet. Profesor adjunto del departamento de ciencia básicas, UNLU.
fedocles@gmail.com